定氮儀-氣質(zhì)聯(lián)用儀快速測定皮革中19種含氯苯酚

文/王玲霞 孫思武 孫靜 劉永亮 毛世南 李夢潔

含氯苯酚可以阻止真菌的生長、抑制細(xì)菌的腐蝕作用[1]，被廣泛用于皮革殺菌劑和防腐劑[2-3]，含氯苯酚化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，殘留時(shí)間久，可以通過呼吸道、消化道或皮膚吸收進(jìn)入人體，長期接觸后會在體內(nèi)蓄積，輕則造成皮膚過敏，重則對肝臟和腎臟造成損害，從而對人類的健康產(chǎn)生威脅[4-6]。

由于含氯苯酚具有很強(qiáng)的致癌、致畸和致突變效應(yīng)，被世界許多國家列入污染物的黑名單[7-9]，嚴(yán)格限制使用。ISO/TR16178:2012[10]和GB/T 29292—2012[11]限制在鞋類和鞋類部件中使用三氯苯酚、四氯苯酚、五氯苯酚[12]，LEATHER STANDARD by OEKO-TEX?限制在生態(tài)皮革中使用包含一氯苯酚、二氯苯酚、三氯苯酚、四氯苯酚、五氯苯酚共19種含氯苯酚[13]。

對于含氯苯酚的檢測已有大量文獻(xiàn)報(bào)道[14-19]，目前，皮革中含氯苯酚的檢測標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T 22808—2021[20]和ISO 17070：2015[21]，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水蒸氣蒸餾提取皮革中的含氯苯酚，用碳酸鉀吸收，經(jīng)乙酸酐乙酰化和液液萃取后，用氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行測定，這一方法對于基質(zhì)復(fù)雜的皮革樣品來說，雖有基底較為干凈、雜質(zhì)峰較少的優(yōu)點(diǎn)，但其提取時(shí)間長、浪費(fèi)人力的缺點(diǎn)也是飽受詬病，尤其不適用于檢測機(jī)構(gòu)大批量樣品的檢測分析。因此，建立準(zhǔn)確快速檢測皮革中含氯苯酚的檢測方法具有重要的意義。

本研究建立了定氮儀-氣質(zhì)聯(lián)用儀快速測定皮革中19種含氯苯酚的方法。用定氮儀代替常規(guī)的水蒸氣蒸餾方法，來提取皮革中的含氯苯酚，餾出液用碳酸鉀吸收，經(jīng)乙酸酐乙酰化和液液萃取后，用氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行測定，實(shí)現(xiàn)了皮革中含氯苯酚的快速、準(zhǔn)確和批量測定。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與材料

Agilent7890B-5977A氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國，Agilent公司），K9840自動(dòng)凱氏定氮儀（中國，海能儀器），MMV-1000W垂直振蕩器（日本，東京理化）。

標(biāo)準(zhǔn)品：19種含氯苯酚混標(biāo)，100mg/L，購于阿爾塔科技有限公司，四氯鄰甲氧基苯酚（TCG），購于Dr.Ehrenstorfer公司。正己烷、甲醇均為色譜純，硫酸、三乙胺、乙酸酐、碳酸鉀均為分析純。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

移取0.5mL濃度為100mg/L 19種含氯苯酚混標(biāo)，用正己烷定容至5mL，得到濃度為10mg/L的中間濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制：分別準(zhǔn)確移取50μL、0.25mL、0.5mL、0.75mL中間濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液至5mL容量瓶中，用正己烷定容，得到濃度為0.1mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

移取0.5 mL濃度為0.1 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液至5mL容量瓶中，用正己烷定容，得到濃度為0.01 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3 儀器分析條件

色譜條件：色譜柱：DB-35（30m×0.25mm×0.25μm），程序升溫：80℃（3min），以3℃/min升至150℃（1min），再以10℃/min升至220℃（0min）；進(jìn)樣量：1μL，不分流；進(jìn)樣口溫度：250℃；傳輸線溫度：280℃；

質(zhì)譜條件：電離方式：EI；載氣：氦氣；離子源溫度：230℃，四極桿溫度：150℃；掃描范圍：50～350；數(shù)據(jù)采集模式為全掃描（SCAN）+選擇離子監(jiān)測（SIM），SIM模式的定量離子和定性離子等參數(shù)見表1（注文中圖表中的數(shù)字對應(yīng)的化合物名稱同表1）。

表1 含氯苯酚乙酰化產(chǎn)物的保留時(shí)間、定性/定量離子、線性方程和相關(guān)系數(shù)

1.4 前處理

準(zhǔn)確稱取1.00g樣品置于消化管中，加入25mL 濃度為1mol/L的硫酸，采用自動(dòng)模式蒸15min，用裝有1g碳酸鉀的錐形瓶作為接收器收集餾出液。

將餾出液倒入分液漏斗中，加入0.5mL三乙胺、1.5mL乙酸酐、25μL濃度為100mg/L的TCG內(nèi)標(biāo)溶液和2mL正己烷，將分液漏斗置于垂直振蕩器上振蕩反應(yīng)30min，振蕩頻率≥300r/min。振蕩完成后，靜置5min，取上清液，經(jīng)無水硫酸鈉脫水后，進(jìn)行GC-MS分析。

2 結(jié)果分析

2.1 前處理的優(yōu)化

2.1.1 硫酸用量的選擇

試驗(yàn)考察了蒸餾時(shí)硫酸用量對蒸餾效果的影響，分別加入0mL、1mL、2mL、5mL濃度為1mol/L硫酸于25mL水中與25mL硫酸（1mol/L）蒸餾效果進(jìn)行對比，結(jié)果見圖1，結(jié)果發(fā)現(xiàn)加入25mL硫酸（1mol/L）蒸餾效果最好。從圖1可以看出，硫酸用量對萃取效果有顯著影響，這是由于硫酸可持續(xù)提供強(qiáng)酸環(huán)境，并且可破壞皮革表面結(jié)構(gòu)，有利于提高萃取效率，因此，選擇加入25mL濃度為1mol/L硫酸溶液用于蒸餾試驗(yàn)。

圖1 硫酸用量對含氯苯酚乙酰化產(chǎn)物濃度的影響

2.1.2 蒸餾時(shí)間的選擇

試驗(yàn)考察了蒸餾時(shí)間對蒸餾效果的影響，試驗(yàn)了蒸餾5min、10min和15min對蒸餾效果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)短時(shí)間蒸餾對一氯苯酚的蒸餾效果較好，長時(shí)間蒸餾五氯苯酚的蒸餾效果較好，15min時(shí)綜合蒸餾效果較好，因此，選擇蒸餾15min。

圖2 蒸餾時(shí)間對含氯苯酚乙酰化產(chǎn)物濃度的影響

2.1.3 碳酸鉀用量的選擇

試驗(yàn)考察了用于吸收餾出液的碳酸鉀用量對蒸餾效果的影響，試驗(yàn)了1g、2g和3g對蒸餾效果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)用1g碳酸鉀時(shí)整體蒸餾效果較好，這是由于蒸餾產(chǎn)物難溶于水，而無水碳酸鉀可與蒸餾產(chǎn)物反應(yīng)成鉀鹽，可穩(wěn)定存在于餾出液中，因此，選用1g碳酸鉀來吸收餾出液。

圖3 碳酸鉀用量對含氯苯酚乙酰化產(chǎn)物濃度的影響

2.1.4 色譜柱選擇

本研究采用了DB-5MS和DB-35MS兩種色譜柱對19種含氯苯酚乙酸酯進(jìn)行測定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：兩種色譜柱對大多數(shù)含氯苯酚乙酰化產(chǎn)物具有較好的分離效果，對2,4-二氯苯酚和2,5-二氯苯酚乙酰化產(chǎn)物均無法分離，但DB-5MS對3-氯苯酚和4-氯苯酚乙酰化產(chǎn)物分離度不好，峰形較差。因此選用DB-35MS色譜柱，后續(xù)對升溫程序進(jìn)行優(yōu)化，也難以將2,4-二氯苯酚和2,5-二氯苯酚乙酰化產(chǎn)物分離。在優(yōu)化的試驗(yàn)條件下，含氯苯酚及內(nèi)標(biāo)物乙酰化產(chǎn)物的出峰順序和保留時(shí)間如圖4所示。

圖4 含氯苯酚及內(nèi)標(biāo)物乙酰化產(chǎn)物的SIM色譜圖

2.2 方法驗(yàn)證

2.2.1 線性與檢出限

按照儀器條件對19種含氯苯酚乙酰化產(chǎn)物進(jìn)行測定，以含氯苯酚與內(nèi)標(biāo)物乙酰化產(chǎn)物濃度比為橫坐標(biāo)，二者的峰面積之比為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，當(dāng)含氯苯酚質(zhì)量濃度在0.01mg/L～1.5mg/L范圍時(shí)，線性關(guān)系良好，詳見表1。

按照試驗(yàn)方法對6個(gè)加標(biāo)量為0.05mg/kg的空白皮革樣品進(jìn)行測定，以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算檢出限，結(jié)果見表1。

2.2.2 精密度與回收率

以空白皮革樣品為基質(zhì)，分別添加0.01mL、0.02mL和0.1mL濃度為10mg/L的19種含氯苯酚混標(biāo)，理論檢出濃度分別為0.05mg/L、0.1mg/L和0.5mg/L，每個(gè)濃度水平制備6個(gè)平行樣，按試驗(yàn)方法進(jìn)行測試，計(jì)算回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），精密度和回收率試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 19種含氯苯酚乙酰化產(chǎn)物不同濃度水平的加標(biāo)回收率

由表2可知，19種含氯苯酚的回收率為85.0%～105.0%，說明該方法準(zhǔn)確可靠；RSD為0.9%～9.9%，表明方法精密度較好。

2.3 樣品檢測

應(yīng)用本方法對20個(gè)送檢皮革樣品進(jìn)行檢測，在2個(gè)樣品中檢出2,4,6-三氯苯酚，含量分別為1.2mg/kg和6.9mg/kg，其他種類含氯苯酚未檢出。

3 結(jié)論

本文基于定氮儀的蒸餾方式，建立了皮革中19種含氯苯酚的氣相色譜-質(zhì)譜法測定方法。試驗(yàn)證明該方法具有提取效率高、準(zhǔn)確度高、精密度好等特點(diǎn)，為皮革中含氯苯酚化合物的高效測定提供了借鑒。